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建筑废料制备生态护坡复合材料及其基本性能

文档作者：郭远臣1,2 孙岩陈相朱明文档来源： 1．重庆三峡学院土木工程学院 2．重庆大学材料科学与工程学院		点击数：	更新时间： 2021年04月07日
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2014年第2期(总第292 期)
Number 2 in 2014(Total No．292)
混 凝 土
Concrete
实用技术
PRACTICAL TECHN0L0GY
doi：10．3969~．issn．1002—3550．2014．02．038
建筑废料制备生态护坡复合材料及其基本性能
郭远臣1,2，孙岩，。陈相’，朱明’
(1．重庆三峡学院土木工程学院，重庆404100；2．重庆大学材料科学与工程学院，重庆400045)
摘要： 以建筑废料为主要原材料制备了生态护坡复合材料。研究了水灰比、硅灰掺量、集料粒径级配、减水剂掺量对生态护坡
复合材料力学性能和透水性能的影响。研究表明：护坡材料最佳配合比为水灰比0．28、硅灰掺量5％、集料粒经级配3：1和减水剂
掺量l％；硅灰的加入能改善生态护坡复合材料拌合物的和易性和提高材料的力学性能。
关键词： 建筑废料；护坡材料；生态；基本性能
中图分类号： TU528．01 文献标志码： A 文章编号： 1002—3550(2014)02—0140—02
Preparation of ecological revetment composite materials with construction waste and its basic properties
GUO Yuanchen1,2 SUNYon ，CHENXianf,ZHUMing
(1．College ofCivilEngineering，ChongqingThreeGorgesUniversity，Chongqing404100。China；
2．College ofMaterials Science andEngineering，ChongqingUniversity，Chongqing400045，China)
Abstract： Preparation ofecological revetment composite materials with construction waste as main raw materia1．The effect ofmechanical
properties and permeability properties ofthe ecological revetment composite materials，which studied on the water-cement ratio and sil—
ica fume，an d the particle size of recycled concrete aggregate，and reducing agent．The research results showed that the best mix ratio of ecological
revetment composite materials was water-cement ratio 0．28 an d silica fume content 5％ ．and the particle size ofrecycled concrete
aggregate was 3：1，and reducing agent content l％ ；Silica fume have plays a crucial role，which the improvement ofmechan ical properties
ofecological revetment composite materials．
Key w ords： construction waste；revetment composite material；ecology；basic property
0 引言
三峡工程成功蓄水后，其引发的环境问题一直备受关
注。三峡水库采取“蓄清排浊”的运行方案，导致上游出现
高程为145～175 m的消落带。结果是夏季水位低、冬季水位
高，对边坡产生周期性的淹没与冲刷，带走了地表的土壤，
致使原有的植被经常被淹死，诱发多处滑坡和造成了景观
破坏。因此，开发一种集护坡、固土和美化环境等功能于一
身的生态护坡材料迫在眉睫。
本试验所制备生态护坡复合材料属于生态透水混凝
土一种。国外对透水l生混凝土己研究多年，日本20世纪70年
代后期为解决“因抽取地下水而引起地基下沉”等问题，提
出了“雨水的地下还原政策”着手开发透水性混凝土铺装，
并研究了透水性混凝土铺装材料的透水系数与孔隙率和
强度的关系[1_3]。玉井元治等在胶结材中掺用了高分子树脂
和微细骨料来制备透水性混凝土。在美国，透水性混凝土一
般不含细骨料，称为无细集料混凝土f4j。在法国已广泛开展
用多孔混凝土作路边排水和硬路肩的试验【5]。
本研究主要以建筑废料为主要原料，经过分拣、破碎
后，粒径超过4．75 mm的作为生态护坡复合材料的再生粗
骨料，试验参照的标准是基于透水砖的行业标准进行研究、
测试、结果分析。
i 试验方案
1．I 试验原材料
再生混凝土骨料：万州某拆迁工程现场建筑废弃混凝土
经破碎分选后获得。硅灰：产地为成都，表观密度2 200 kg／m3。
减水剂：皇榜牌早强高效减水剂(FDN型)，推荐掺量，O．3％-
1．5％；当掺量为胶凝材料用量的0．5％～1．2％时，可减少拌
和用水量14％-25％；对水泥的适应性良好。试验用水：万州
区自来水。水泥：P·O 32．5级水泥。
1．2 主要设备及仪器
WES 600电液伺服万能试验机、立方体抗压强度试模
包括(70 mm~70 mmx70 rnlT1)、透水砖抗压试模(200 mmx
100 mmx60 mm)、透水试模(西75 mrnx60 mm)等，砂浆搅拌机、
球磨机、水泥砂浆抗渗仪、负压筛分仪、恒温恒湿标准养护箱。
收稿日期：2013-08一l4
基金项目：国家自然科学基金资助项目(50774039)；重庆市科委自然科学基金资助项目(cstc201 2jjA50005)；万州区科委科技攻关项目
(WZ0llR003)
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1．3 试验方法
试验设计根据JC／T 945-2005透水砖行业标准，选择
尺寸200 mm~lO0 mmx60 TTIlTI标准试模，透水砖强度受各
种因素影响，首先确定了水灰比、硅灰掺量、集料粒径级
配、减水剂量作为主要控制变量，在单因素(粒径级配、水
灰比、减水剂、硅灰)试验的基础上使用正交试验方法设计了
L9(3 )(4因素3水平9组)混凝土配合比，如表1～3所示。
表1 正交试验表
注：集料比为粒径5～10 TTIn与粒径10~15toni的比例；集料比
1：O的集料表观密度p=2 370 kg／m3,集料比3：1的集料表观密度
p=2 418 kg／m3，集料比2：1的集料表观密度p=2 435 kg／m 。
表2 正交试验方案
试验号水泥／kg集料／kg 水儋硅灰 减水剂／g水灰比
组 试件1 试件2 试件3 平均值 透水率
数 ／MPa ／MPa ／MPa ,／1VIPa ／(cm／s)
从表4中可以看出第四组的强度最高平均强度为
25．9 MPa，是满足设计强度25 MPa的。经过试验发现各因
子对复合材料强度贡献如图1~4所示。
水灰比
图1 水灰比对强度影响
硅灰掺量／％
图2 硅灰掺量对强度影响
、
醴
集料粒径级配
图3 集料粒径级配对强度影响
减水剂量／％
图4 减水剂量对强度影响
从图l～4可以看出，对复合材料强度贡献最大的因子
是水灰比。如图l所示水灰比在0．28最为合适，其复合材料
的平均抗压强度为22．47 MPa；水灰比0．25、O-3对应的平均
强度分别为18．03、16．20 MPa。其次对复合材料强度贡献
较大的因子为硅灰掺量。如图2所示，强度随硅灰掺量增
加而减小，在5％、8％、12％掺量下强度分别为20．50、19．07、
17．14 MPa。集料粒径级配和减水剂量对强度贡献较小。如
图3,4所示，集料粒径级配合比为3：1与减水剂掺量1o／黜。
从试验数据得知各组试件透水率均在1 2 cm／s以上，
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能力增强。
5 结语
本试验主要研究农村公路路面碾压混凝土的配合比
设计、工作性、力学性能以及抗冲击性能，研究表明：
(1)采用绝对体积法进行农村公路路面碾压混凝土配
合比设计，通过试验结果分析，提出了农村公路面碾压混
凝土配合比范围。
(2)随着用水量的增加农村公路路面碾压混凝土的稠
度增加；当用水量和胶凝材料用量不变时，随着砂率减小，
碾压混凝土稠度减小，强度增加；当砂率减小到一定程度
后，碾压混凝土密实度和结构工作性变差。
(3)路面碾压混凝土中掺入一定量的粉煤灰，可有效
改善农村公路路面碾压混凝土的抗折、抗压强度和抗冲击
性能，提高路面碾压混凝土的耐久性能。
参考文献：
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超出了JC／T 945-2005透水砖行业标准要求。
因此，水灰比0．28，硅灰掺量5％，集料粒径级配3：1，
减水剂量1％为最佳配合比，则第4组配合比即为最优配合
比。更进一步的说明在水灰比为0．28，硅灰掺量5％，集料
粒径级配3：1，减水剂量1％时，生态护坡复合材料强度达
到最大值，且保持较高的透水性。
3 结论
(1)生态透水复合材料制备、养护和性能测试参照
JC／T 945-2005透水砖行业标准执行。
(2)最佳配合比为：水灰比0．28，硅灰掺量5％，集料粒
径级配3：1，减水剂量1％，其生态护坡复合材料的强度达
到最大值，其透水率达到12 cm／s以上。
(3)硅灰和减水剂的加入改善了生态护坡材料拌合物
的和易性和提高了材料的力学性能。
参考文献：
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作者简介：
联系地址
联系电话：
刘大超(1954一)，男，教授，硕士生导师，全国混凝土协
会理事。
重庆市南岸区学府大道66号重庆交通大学土木建
筑学院(400074)
13808326644
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作者简介：
联系地址
联系电话：
郭远臣(1982一)，男，副教授，博士，主要研究方向：绿
色建材结构损伤控制、材料循环研究。
重庆市万州区沙龙路二段780号重庆三峡学院
土木工程学院(404100)
15025576096
【l3】沈荣熹．新型纤维增强水泥基复合材料[M]．]E京：中国建材工业
出版社，2004．
作者简介：
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黄志讲(1984一)，男，从事高J性能混凝土与工程纤维应
用研究。
南京市江宁区秣陵街道醴泉路69号5幢纤维车间
(210111)
025—52705912
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